Abstract: I vantaggi dei cavi in fibra ottica ne fanno un utilizzo sempre più diffuso nel campo delle comunicazioni. Per adattarsi a diversi ambienti, in fase di progettazione dei cavi in fibra ottica si aggiunge solitamente un rinforzo appropriato per soddisfare esigenze diverse. Questo articolo illustra principalmente i vantaggi del filato di fibra di vetro come rinforzo per i cavi in fibra ottica, descrive brevemente la struttura e le prestazioni dei cavi in fibra ottica rinforzati con filato di fibra di vetro e analizza brevemente le difficoltà legate al suo utilizzo.
Parole chiave: rinforzo, filato di fibra di vetro
1. Descrizione del contesto
La nascita e lo sviluppo della comunicazione in fibra ottica rappresentano un'importante rivoluzione nella storia delle telecomunicazioni. La comunicazione in fibra ottica ha cambiato il modo tradizionale di comunicare, rendendo possibile la comunicazione ad alta velocità e con elevata capacità, senza alcun tipo di interferenza magnetica. Con il continuo sviluppo dei cavi in fibra ottica e della tecnologia di comunicazione, anche la tecnologia della comunicazione in fibra ottica ha subito notevoli miglioramenti. I vantaggi offerti dai cavi in fibra ottica ne hanno ampliato costantemente il campo di applicazione nel settore delle comunicazioni. Attualmente, grazie al rapido sviluppo e all'ampia gamma di applicazioni, i cavi in fibra ottica sono entrati in diversi ambiti della comunicazione cablata, diventando la principale modalità di comunicazione moderna, con un impatto sempre più profondo sulla vita sociale.
2. L'applicazione dei tipi più comuni di rinforzi
Per adattarsi a diversi ambienti, il rinforzo corrispondente viene solitamente aggiunto durante la fase di progettazione del cavo oppure la struttura del cavo viene modificata per soddisfare esigenze diverse. Il rinforzo dei cavi in fibra ottica può essere suddiviso in rinforzo metallico e rinforzo non metallico. Le principali parti di rinforzo metallico sono costituite da fili d'acciaio di diverse dimensioni, nastri di alluminio, ecc., mentre le parti di rinforzo non metallico sono principalmente FRP, KFRP, nastro impermeabile, aramide, filo di legatura, filato di fibra di vetro, ecc. Grazie all'elevata durezza e resistenza, il rinforzo metallico viene utilizzato principalmente in ambienti di costruzione e utilizzo con elevati requisiti di tensione assiale, come la posa aerea esterna, le condotte, l'interramento diretto e altre situazioni simili. Le parti di rinforzo non metallico, data la loro ampia varietà, svolgono ruoli diversi. Poiché il rinforzo non metallico è relativamente morbido e la sua resistenza alla trazione è inferiore a quella del rinforzo metallico, può essere utilizzato in ambienti interni, all'interno di edifici, tra i piani o fissato a cavi in fibra ottica rinforzati con metallo quando vi è una particolare necessità. Per alcuni ambienti particolari, come quelli infestati dai roditori menzionati in precedenza, sono necessari rinforzi specifici per soddisfare non solo le sollecitazioni assiali e laterali richieste, ma anche caratteristiche aggiuntive, come la resistenza alla rosicchiatura. Questo articolo illustra l'applicazione del filato di fibra di vetro come rinforzo nei cavi di estrazione RF, nei cavi a farfalla per tubi e nei cavi anti-roditori.
3. Filato in fibra di vetro e i suoi vantaggi
La fibra di vetro è un nuovo tipo di materiale ingegneristico, dotato di eccellenti proprietà in termini di incombustibilità, resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature, assorbimento dell'umidità, allungamento e altre caratteristiche elettriche, meccaniche, chimiche e ottiche. Per questo motivo, trova ampio impiego in diversi settori industriali. Il filato di fibra di vetro si divide in due tipologie: filato non ritorto e filato ritorto, quest'ultimo generalmente utilizzato nella produzione di cavi in fibra ottica.
Il filato di fibra di vetro, utilizzato come rinforzo per i cavi in fibra ottica, presenta i seguenti vantaggi:
(1) nei requisiti di resistenza alla trazione dell'occasione, al posto dell'aramide, costituiscono gli elementi di trazione del cavo in fibra ottica, economici e fattibili. L'aramide è una nuova fibra sintetica ad alta tecnologia, con i vantaggi di resistenza ultraelevata, modulo elevato e resistenza alle alte temperature. Il prezzo dell'aramide è stato elevato, il che a sua volta influisce direttamente anche sul costo del cavo in fibra ottica. Il filato in fibra di vetro ha un prezzo pari a circa 1/20 di quello dell'aramide e gli altri indicatori di prestazione non sono molto diversi rispetto all'aramide, quindi il filato in fibra di vetro può essere utilizzato come sostituto dell'aramide, ed è più economico. Il confronto delle prestazioni tra aramide e filato in fibra di vetro è mostrato nella tabella seguente.
Tabella comparativa delle prestazioni del filato di fibra aramidica e di fibra di vetro
(2) Il filato in fibra di vetro è atossico e innocuo, non infiammabile, resistente alla corrosione, alle alte temperature, a basso allungamento, chimicamente stabile e soddisfa i requisiti prestazionali dei cavi ottici come RoHS. Il filato in fibra di vetro ha anche una migliore resistenza all'usura e alla corrosione, proprietà di conservazione del calore e di isolamento. Garantisce che il cavo in fibra ottica possa funzionare normalmente ad alte o basse temperature e possa adattarsi ad ambienti più difficili. Le proprietà di isolamento proteggono il cavo in fibra ottica dai fulmini o da altre interferenze elettromagnetiche e possono essere ampiamente utilizzate nei cavi in fibra ottica completamente dielettrici.
(3) Il cavo in fibra ottica riempito con filato di fibra di vetro può rendere la struttura del cavo più compatta e aumentare la resistenza alla trazione e alla compressione del cavo.
(4) Il filato di fibra di vetro idrorepellente è uno dei modi migliori per bloccare l'acqua nei cavi in fibra ottica. L'effetto idrorepellente del filato di fibra di vetro idrorepellente è migliore di quello dell'aramide idrorepellente, che ha un tasso di rigonfiamento di assorbimento del 160%, mentre il filato di fibra di vetro idrorepellente ha un tasso di rigonfiamento di assorbimento del 200%. Se la quantità di filato di fibra di vetro viene aumentata, l'effetto idrorepellente sarà ancora più eccezionale. Si tratta di una struttura idrorepellente a secco e non è necessario applicare pasta oleosa durante il processo di giunzione, il che è più conveniente per la costruzione e più in linea con i requisiti ambientali.
(5) Il filato di fibra di vetro come struttura di rinforzo del cavo in fibra ottica ha una buona flessibilità, che può eliminare gli svantaggi del cavo in fibra ottica che è troppo rigido e non facile da piegare a causa del rinforzo, il che offre comodità per tutti gli aspetti della produzione e dell'installazione. Ha un effetto minimo sulle prestazioni di piegatura del cavo in fibra ottica e il raggio di curvatura può essere fino a 10 volte il diametro esterno del cavo, il che è più adatto per ambienti di posa complessi.
(6) La densità del filato di fibra di vetro è di 2,5 g/cm³, il cavo in fibra ottica con filato di fibra di vetro come rinforzo è leggero, riducendo i costi di trasporto.
(7) Anche il filato di fibra di vetro ha buone prestazioni anti-roditori. In molte aree rurali e montuose della Cina, la vegetazione è adatta alla sopravvivenza dei roditori e l'odore particolare contenuto nella guaina di plastica del cavo in fibra ottica attira facilmente i roditori che lo rosicchiano, quindi la linea del cavo di comunicazione spesso subisce morsi di roditori in alcune occasioni e influisce sulla qualità della comunicazione e, nei casi più gravi, può persino portare all'interruzione della rete di comunicazione principale e causare perdite significative per la società. I vantaggi e gli svantaggi dei metodi convenzionali di protezione dai roditori e della protezione dai roditori con filato di fibra di vetro sono confrontati nella tabella seguente.
6. Conclusion
In sintesi, il filato in fibra di vetro non solo offre prestazioni eccellenti, ma anche un prezzo contenuto, il che lo rende destinato a diventare un rinforzo sempre più diffuso per i cavi in fibra ottica, riducendo i costi di produzione dei produttori di cavi in fibra ottica e soddisfacendo al meglio le diverse esigenze dei clienti nazionali ed esteri.
Data di pubblicazione: 09-07-2022